杠杆的机械利益如何工作
杠杆用距离换力：一个小小的推力就能搬动很重的重物。这幅图展示一根刚性直杆绕支点转动——一侧是长长的动力臂，另一侧是短短的阻力臂，以及解释这一切的简单平衡关系。
发生的顺序
向下施力
→
杠杆转动
→
阻力臂抬起
→
重物被撬起
杠杆用距离换力：一个小小的推力就能搬动很重的重物。这幅图展示一根刚性直杆绕支点转动——一侧是长长的动力臂，另一侧是短短的阻力臂，以及解释这一切的简单平衡关系。
杠杆是最古老、最简单的一种机械：一根刚性直杆绕着一个固定的点转动，这个点叫支点。在一端向下压，另一端就会翘起。它的妙处在于两端到支点的距离并不相等，所以作用在两端的力也不必相等。
图中是一根架在中央支点上的直杆。左侧，人在长长的动力臂末端向下施加一个较小的动力 F；右侧，一个很重的阻力 W压在短短的阻力臂上。尽管重物比推力重得多，长长的动力臂却让这小小的推力占了上风。
杠杆的一切几乎都归结为两段臂的长度。离支点越远的力，转动效果越大。把动力臂加长，或者把阻力臂缩短，就能把你的力放大——这正是我们所说的机械利益。
你在直杆的远端向下压。因为你离支点很远，即使是小小的力也能产生很大的转动效果——在力到达支点之前，动力臂就已经把它放大了。
刚性的直杆架在支点上转动，而不是滑动。杆上每一部分转过的角度都相同，所以远端划过的弧长比近端更长。
在支点的另一侧，直杆向上抬起。因为阻力臂很短，重物只在你手移动一大段的同时上升一小点——这正是你付出的距离。
沉重的重物被抬起或挪动。很小的动力产生了很大的阻力，于是杠杆交付了等于两段臂长度之比的机械利益。
当两侧的转动效果相等时，杠杆保持平衡：动力臂 × 动力 = 阻力臂 × 阻力。这里没有凭空创造任何东西——你只是用一次又长又轻松的推，换来了一个又短又有力的抬升。
机械利益就是杠杆把动力放大的倍数，等于动力臂除以阻力臂。所以动力臂长 4 倍时，1 千克的推力就能平衡 4 千克的重物。
不会。杠杆放大的是力，不是能量。很小的动力必须移动很长的距离，忽略摩擦时，输入做的功（动力 × 距离）等于输出做的功。
支点是杠杆绕其转动的固定点。它的位置决定了整个取舍：把支点移向重物，动力臂就变长，所需的动力也随之减小。
因为你的推力作用在离支点很远的地方，而石头却紧贴着支点。这样你拥有很长的动力臂和很短的阻力臂，一个不大的推力在石头处就能产生很大的转动效果。
当两侧的转动效果相等时杠杆平衡：动力臂 × 动力 = 阻力臂 × 阻力。如果两侧不相等，杠杆就会向乘积更大的一侧倾倒。